[全志V851S]：GPIO控制

原创已于 2023-05-11 16:37:42 修改 · 1.3k 阅读

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#docker #linux #单片机 #arm

于 2023-05-10 17:46:46 首次发布

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该文章详细介绍了如何在Docker容器中基于YuzukiLizard的设备树添加LED节点，并编写内核字符设备驱动ledDriver.c来控制GPIO。驱动模块通过内核加载，并提供了用户空间的应用ledApp.c进行交互。文章还涉及了交叉编译器的选择和配置，以及如何在目标设备上测试和使用这些组件。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

本项目基于yuzukilizard的docker镜像开发。

设备树修改：

设备树地址：
\root\tina-v853-docker\device\config\chips\v851s\configs\lizard\board.dts

在设备数下添加led节点

	led: gpioled{
		status = "okay";
		led-gpio = <&pio PE 11 0x0 0x1 0x0 1>;
		compatible = "gpio-led";
		device_type = "gpioled";
	};

烧录镜像后，查看是否存在节点

字符设备驱动：

在这里插入图片描述

字符设备驱动ledDriver.c

#include <linux/types.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/semaphore.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#include <linux/major.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/fs.h>

ssize_t ledWrite(struct file *file, const char __user *buf, size_t len, loff_t *ppos);
static int ledOpen(struct inode *inode, struct file *file);
static int ledRelease(struct inode *inode, struct file *file);

/* gpioled设备结构体 */
struct gpioLedDevice
{
    dev_t devid;            /* 设备号 	 */
    struct cdev cdev;       /* cdev 	*/
    struct class *class;    /* 类 		*/
    struct device *device;  /* 设备 	 */
    int major;              /* 主设备号	  */
    int minor;              /* 次设备号   */
    struct device_node *nd; /* 设备节点 */
    int ledGpio;            /* led所使用的GPIO编号		*/
};

//设置led操作
static const struct file_operations ledFops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .write = ledWrite,
    .open = ledOpen,
    .release = ledRelease,
};

struct gpioLedDevice ledDevice;

/********************************************************************/
/**
 * @brief 字符操作合集
 *
 */
ssize_t ledWrite(struct file *file, const char __user *buf, size_t len, loff_t *ppos)
{
    int ret;
    unsigned char data;
    struct gpioLedDevice *dev = file->private_data;

    ret = copy_from_user(&data, buf, len);

    if (ret < 0)
    {
        printk("Get UserData Failed\r\n");
        return -EINVAL;
    }

    if (data == 0 || data == 1)
    {
        gpio_set_value(dev->ledGpio, data);
    }

    return 0;
}

static int ledOpen(struct inode *inode, struct file *file)
{
    file->private_data = &ledDevice;
    return 0;
}

static int ledRelease(struct inode *inode, struct file *file)
{
    return 0;
}

/********************************************************************/
/**
 * @brief 模块入口
 *
 * @return int
 */
static int __init LedInit(void)
{
    int ret;
    // 1-获取LED节点
    // 1-1:查找设备节点
    ledDevice.nd = of_find_node_by_path("/gpioled");
    if (ledDevice.nd == NULL)
    {
        printk("find node failed\r\n");
        return -EINVAL;
    }

    // 1-2-获取led的gpio编号 led-gpio = <&pio PD 22 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
    ledDevice.ledGpio = of_get_named_gpio(ledDevice.nd, "led-gpio", 0);
    if (ledDevice.ledGpio < 0)
    {
        printk("get led number failed\r\n");
        return -EINVAL;
    }
    printk("ledNumber:%d\r\n", ledDevice.ledGpio);

    // 1-3 设置LED方向
    ret = gpio_direction_output(ledDevice.ledGpio, 1); //输出高电平
    if (ret < 0)
    {
        printk("gpio set value failed\r\n");
    }

    // 2、添加字符设备驱动
    // 2-1 获取设备号
    alloc_chrdev_region(&ledDevice.devid, 0, 1, "led"); //次设备起始为0，申请1个
    ledDevice.major = MAJOR(ledDevice.devid);
    ledDevice.minor = MINOR(ledDevice.devid);
    printk("Led Major:%d, Minor:%d\r\n", ledDevice.major, ledDevice.minor);

    // 2-2初始化cdev
    ledDevice.cdev.owner = THIS_MODULE;
    cdev_init(&ledDevice.cdev, &ledFops);

    // 2-3添加字符设备
    cdev_add(&ledDevice.cdev, ledDevice.devid, 1);

    // 2-4创建类
    ledDevice.class = class_create(THIS_MODULE, "led_class");
    if (IS_ERR(ledDevice.class))
    {
        return PTR_ERR(ledDevice.class);
    }

    // 2-5创建设备
    ledDevice.device = device_create(ledDevice.class, NULL, ledDevice.devid, NULL, "led_device");
    if (IS_ERR(ledDevice.device))
    {
        return PTR_ERR(ledDevice.device);
    }
    return 0;
}

/**
 * @brief 模块出口
 *
 */
static void __exit LedExit(void)
{
    /* 注销字符设备驱动 */
    cdev_del(&ledDevice.cdev);                    /*  删除cdev */
    unregister_chrdev_region(ledDevice.devid, 1); /* 注销设备号 */

    device_destroy(ledDevice.class, ledDevice.devid);
    class_destroy(ledDevice.class);
}

module_init(LedInit);
module_exit(LedExit);
MODULE_AUTHOR("yanke@zjut.edu.cn");
MODULE_LICENSE("GPL");

编译内核驱动的Makefile如下，由于镜像支持buildroot和openwrt，一开始交叉编译器选择是buildroot的，带了一堆坑，一定要注意。

# 设置交叉编译器
CROSS_COMPILE := /root/tina-v853-docker/prebuilt/rootfsbuilt/arm/toolchain-sunxi-musl-gcc-830/toolchain/bin/arm-openwrt-linux-

# 设置内核源码路径
KERNELDIR := /root/tina-v853-docker/kernel/linux-4.9

# 设置模块名
MODULE_NAME := ledDriver


# 模块需要的源文件列表
obj-m := $(MODULE_NAME).o

build: kernel_modules

kernel_modules:
	make ARCH=arm CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules

# 清理编译结果
clean:
	make -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) clean

应用层代码：

ledApp.c

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

/**
 *   root@TinaLinux:/# ./ledApp /dev/led_device 1
 *   一共三个参数
 */
int main(int argc, char *argv[])
{
    char *filename;
    int fd; //文件描述符
    unsigned char cmd;
    int ret;
    if (argc != 3)
    {
        printf("parameter error\r\n");
        return -1;
    }
    filename = argv[1]; //第一个参数就是设备

    fd = open(filename, O_RDWR); //读写方式
    if (fd < 0)
    {
        printf("open failed\r\n");
    }

    cmd = atoi(argv[2]);

    ret = write(fd, &cmd, 1); //写入指令
    if (ret < 0)
    {
        printf("write failed\r\n");
        close(fd);
        return -1;
    }

    ret = close(fd);

    if (ret < 0)
    {
        printf("close failed\r\n");
    }
    return 0;
}

关于这里的交叉编译器，我们可以选择导入到系统PATH中

vim /etc/profile
添加PATH
source /etc/profile

按照自己的路径来，一定是arm-openwrt-linux-muslgnueabi

export PATH=$PATH:/root/tina-v853-docker/prebuilt/rootfsbuilt/arm/toolchain-sunxi-musl-gcc-830/toolchain/bin
export STAGING_DIR=/root/tina-v853-docker/prebuilt/rootfsbuilt/arm/toolchain-sunxi-musl-gcc-830/toolchain/arm-openwrt-linux-muslgnueabi

编译APP

root@18450c957033:~/MyDriver/gpioled# arm-openwrt-linux-gcc ledApp.c -o ledApp

测试

我们通过adb工具将ko文件与APP文件传入到开发版即可测试。

挂载模块使用如下指令：

root@TinaLinux:/# insmod ledDriver.ko

可以使用lsmod来查看系统内挂载的模块

如果出现权限问题，可以使用如下方法：

chmod +x ledApp

Ref:

https://blog.youkuaiyun.com/thisway_diy/article/details/129178603